В этой статье процесс сварки распылением форм стеклянных бутылок представлен с трех аспектов.
Первый аспект: процесс сварки распылением форм для бутылок и банок, включая ручную сварку распылением, плазменную сварку, лазерную сварку распылением и т. д.
Распространенный процесс сварки напылением пресс-формы – плазменная сварка напылением – недавно совершил новый прорыв за рубежом благодаря технологическим усовершенствованиям и значительно расширенным функциям, широко известным как «микроплазменная сварка напылением».
Микроплазменная сварка распылением может помочь компаниям, производящим пресс-формы, значительно сократить инвестиции и затраты на закупки, долгосрочное обслуживание и затраты на использование расходных материалов, а оборудование может распылять широкий спектр заготовок.Простая замена головки сварочной горелки может удовлетворить потребности в сварке распылением различных деталей.
2.1 Что конкретно означает термин «порошок припоя из сплава на основе никеля»?
Считать «никель» плакирующим материалом ошибочно, на самом деле припой из сплава на основе никеля представляет собой сплав, состоящий из никеля (Ni), хрома (Cr), бора (B) и кремния (Si).Этот сплав характеризуется низкой температурой плавления: от 1020°С до 1050°С.
Основным фактором, приводящим к широкому использованию порошков припоев из сплавов на основе никеля (никель, хром, бор, кремний) в качестве плакирующих материалов на всем рынке, является то, что на рынке активно продвигаются порошки припоев из сплавов на основе никеля с различным размером частиц. .Кроме того, сплавы на основе никеля легко наплавлялись кислородно-газовой сваркой (OFW) с самых ранних стадий благодаря их низкой температуре плавления, гладкости и простоте контроля сварочной ванны.
Сварка кислородно-топливным газом (OFW) состоит из двух отдельных этапов: первый этап, называемый этапом наплавки, на котором сварочный порошок плавится и прилипает к поверхности заготовки;Расплавляется для уплотнения и уменьшения пористости.
Следует отметить, что так называемая стадия переплава достигается за счет разницы температур плавления основного металла и никелевого сплава, которым может быть ферритный чугун с температурой плавления 1350–1400°С или никелевый сплав. точка от 1370 до 1500°С для углеродистой стали С40 (UNI 7845–78).Именно разница в температуре плавления гарантирует, что сплавы никеля, хрома, бора и кремния не будут вызывать переплавку основного металла, когда они находятся при температуре стадии переплавки.
Однако осаждение никелевого сплава также может быть достигнуто путем нанесения плотного валика проволоки без необходимости процесса переплавки: для этого требуется помощь плазменно-дуговой сварки переносом (PTA).
2.2 Припой из сплава на основе никеля, используемый для плакирования пуансона/сердцевины в производстве бутылочного стекла
По этим причинам стекольная промышленность, естественно, выбрала сплавы на основе никеля для упрочненных покрытий на поверхностях штампов.Нанесение сплавов на основе никеля может быть достигнуто либо с помощью газокислородной сварки (OFW), либо с помощью сверхзвукового газопламенного напыления (HVOF), тогда как процесс переплавки может быть достигнут с помощью систем индукционного нагрева или снова с помощью газокислородной сварки (OFW). .Опять же, разница в температуре плавления основного металла и никелевого сплава является важнейшим условием, иначе плакирование будет невозможно.
Сплавы никеля, хрома, бора и кремния могут быть получены с использованием технологии плазменной переноса дуги (PTA), такой как плазменная сварка (PTAW) или сварка вольфрама в инертном газе (GTAW), при условии, что у заказчика есть цех для подготовки инертного газа.
Твердость сплавов на основе никеля варьируется в зависимости от требований работы, но обычно составляет от 30 до 60 HRC.
2.3 В условиях высоких температур давление сплавов на основе никеля относительно велико.
Упомянутая выше твердость относится к твердости при комнатной температуре.Однако в условиях высокотемпературной эксплуатации твердость сплавов на основе никеля снижается.
Как показано выше, хотя твердость сплавов на основе кобальта ниже, чем у сплавов на основе никеля при комнатной температуре, твердость сплавов на основе кобальта намного выше, чем у сплавов на основе никеля при высоких температурах (например, при работе в пресс-форме). температура).
На следующем графике показано изменение твердости порошков припоев различных сплавов с увеличением температуры:
2.4. Что конкретно означает термин «порошок припоя из сплава на основе кобальта»?
Если рассматривать кобальт как плакирующий материал, то на самом деле это сплав, состоящий из кобальта (Co), хрома (Cr), вольфрама (W) или кобальта (Co), хрома (Cr) и молибдена (Mo).Сплавы на основе кобальта, обычно называемые припоем «Стеллит», содержат карбиды и бориды, которые формируют собственную твердость.Некоторые сплавы на основе кобальта содержат 2,5% углерода.Главной особенностью сплавов на основе кобальта является их сверхтвердость даже при высоких температурах.
2.5 Проблемы, возникающие при нанесении сплавов на основе кобальта на поверхность пуансона/сердцевины:
Основная проблема при осаждении сплавов на основе кобальта связана с их высокой температурой плавления.Фактически, температура плавления сплавов на основе кобальта составляет 1375–1400 ° C, что почти соответствует температуре плавления углеродистой стали и чугуна.Гипотетически, если бы нам пришлось использовать газокислородную сварку (OFW) или гиперзвуковое газопламенное напыление (HVOF), то на этапе «переплавки» расплавился бы и основной металл.
Единственным жизнеспособным вариантом нанесения порошка на основе кобальта на пуансон/сердце является дуговая плазменная переноска (PTA).
2.6 Об охлаждении
Как объяснялось выше, использование процессов кислородно-топливной газовой сварки (OFW) и гиперзвукового пламенного напыления (HVOF) означает, что нанесенный слой порошка одновременно расплавляется и склеивается.На последующем этапе переплава линейный валик сварного шва уплотняется и поры заполняются.
Видно, что соединение поверхности основного металла с поверхностью плакирования идеальное и без разрывов.Пуансоны в тесте были на одной и той же (бутылочной) производственной линии, пуансоны с использованием газокислородной сварки (OFW) или сверхзвукового газопламенного напыления (HVOF), пуансоны с использованием плазменно-переносной дуги (PTA), показанные там же. Под давлением охлаждающего воздуха. Рабочая температура пуансона плазменной дуги (PTA) на 100°C ниже.
2.7 Об обработке
Механическая обработка является очень важным процессом при производстве пуансонов/стержней.Как указано выше, при высоких температурах очень невыгодно наносить припой (на пуансоны/сердечники) с сильно пониженной твердостью.Одна из причин связана с механической обработкой;Обработка порошкового припоя из сплава твердостью 60HRC довольно сложна, что вынуждает клиентов выбирать только низкие параметры при настройке параметров токарных инструментов (скорость токарного инструмента, скорость подачи, глубина…).Использовать ту же процедуру сварки распылением для порошка сплава 45HRC значительно проще;параметры токарных инструментов также можно установить выше, а саму обработку будет проще выполнить.
2.8 О весе нанесенного припоя
Процессы газокислородной сварки (OFW) и сверхзвукового газопламенного напыления (HVOF) имеют очень высокие показатели потерь порошка, которые могут достигать 70% при прилипании плакирующего материала к заготовке.Если для сварки распылением сердечником на самом деле требуется 30 граммов припоя, это означает, что сварочный пистолет должен распылить 100 граммов припоя.
На сегодняшний день уровень потерь порошка при использовании технологии плазменной дуги (PTA) составляет от 3% до 5%.Для того же продувочного сердечника сварочному пистолету достаточно распылить всего 32 грамма припоя.
2.9 О времени осаждения
Время газокислородной сварки (OFW) и сверхзвукового газопламенного напыления (HVOF) одинаково.Например, время осаждения и переплавки одного и того же дутья составляет 5 минут.Технология Plasma Transfered Arc (PTA) также требует тех же 5 минут для достижения полной закалки поверхности заготовки (плазменная дуга).
На рисунках ниже показаны результаты сравнения этих двух процессов и плазменно-дуговой сварки (PTA).
Сравнение пуансонов для плакирования на основе никеля и на основе кобальта.Результаты испытаний на той же производственной линии показали, что пуансоны для плакирования на основе кобальта прослужили в 3 раза дольше, чем пуансоны для плакирования на основе никеля, а пуансоны для плакирования на основе кобальта не показали никакой «деградации». Третий аспект: Вопросы и ответы об интервью с г-ном Клаудио Корни, итальянским специалистом по сварке распылением, о полной сварке полости распылением.
Вопрос 1. Какая толщина сварочного слоя теоретически необходима для сварки методом полного напыления?Влияет ли толщина слоя припоя на производительность?
Ответ 1: Я предлагаю, чтобы максимальная толщина сварочного слоя составляла 2–2,5 мм, а амплитуда колебаний была установлена на уровне 5 мм;если заказчик использует большее значение толщины, может возникнуть проблема «стыка внахлест».
Вопрос 2: Почему бы не использовать больший поворот OSC = 30 мм на прямом участке (рекомендуется установить 5 мм)?Разве это не было бы намного эффективнее?Имеет ли 5-миллиметровый размах какое-то особое значение?
Ответ 2: Я рекомендую на прямой секции также использовать поворот на 5 мм для поддержания надлежащей температуры в форме;
Если используется поворот 30 мм, необходимо установить очень низкую скорость распыления, температура заготовки будет очень высокой, разбавление основного металла станет слишком высоким, а твердость потерянного присадочного материала достигнет 10 HRC.Еще одним важным фактором является последующая нагрузка на заготовку (из-за высокой температуры), которая увеличивает вероятность растрескивания.
При ширине поворота 5 мм скорость лески выше, достигается лучший контроль, формируются хорошие углы, сохраняются механические свойства наполнителя, а потери составляют всего 2–3 HRC.
В3: Каковы требования к составу припоя?Какой припой подходит для полостной сварки распылением?
A3: Я рекомендую модель припоя 30PSP. В случае растрескивания используйте 23PSP для чугунных форм (используйте модель PP для медных форм).
В4: В чем причина выбора ковкого чугуна?В чем проблема с использованием серого чугуна?
Ответ 4: В Европе мы обычно используем чугун с шаровидным графитом, потому что чугун с шаровидным графитом (два английских названия: Nodular чугун и ковкий чугун), название получено потому, что содержащийся в нем графит существует под микроскопом в сферической форме;в отличие от слоев Пластинчатый серый чугун (на самом деле его точнее можно назвать «слоистым чугуном»).Такие различия в составе определяют основное различие между ковким чугуном и слоистым чугуном: сферы создают геометрическое сопротивление распространению трещин и, таким образом, приобретают очень важную характеристику пластичности.Более того, сферическая форма графита при том же количестве занимает меньшую площадь поверхности, нанося меньший ущерб материалу, тем самым обеспечивая превосходство материала.Начиная с его первого промышленного использования в 1948 году, ковкий чугун стал хорошей альтернативой стали (и другим чугунам), обеспечивая низкую стоимость и высокую производительность.
Диффузионные характеристики ковкого чугуна благодаря его характеристикам в сочетании с легкостью резки и переменным сопротивлением чугуна. Превосходное соотношение сопротивления и веса.
хорошая обрабатываемость
бюджетный
Стоимость единицы имеет хорошее сопротивление
Превосходное сочетание свойств на растяжение и удлинение.
Вопрос 5: Что лучше по долговечности при высокой твердости и низкой твердости?
A5: весь диапазон составляет 35 ~ 21 HRC, я рекомендую использовать припой 30 PSP, чтобы получить значение твердости, близкое к 28 HRC.
Твердость не связана напрямую со сроком службы формы, основная разница в сроке службы заключается в способе «покрытия» поверхности формы и используемом материале.
Ручная сварка, фактическое сочетание (сварочного материала и основного металла) полученной формы не так хорошо, как при плазменной ПТА, и в процессе производства стекла часто появляются царапины.
Вопрос 6: Как выполнить полную сварку внутренней полости распылением?Как обнаружить и контролировать качество слоя припоя?
Ответ 6: Рекомендую на сварочном аппарате ПТА установить низкую скорость подачи порошка, не более 10 об/мин;начиная с угла плеча, сохраняйте расстояние 5 мм, чтобы приварить параллельные валики.
Напишите в конце:
В эпоху быстрых технологических изменений наука и технологии способствуют прогрессу предприятий и общества;Сварка распылением одной и той же детали может осуществляться разными способами.На заводе по производству пресс-форм, помимо рассмотрения требований своих клиентов, какой процесс следует использовать, он также должен учитывать экономическую эффективность инвестиций в оборудование, гибкость оборудования, затраты на техническое обслуживание и расходные материалы для последующего использования, а также вопрос о том, будет ли оборудование может охватывать более широкий спектр продукции.Микроплазменная сварка распылением, несомненно, является лучшим выбором для заводов по производству пресс-форм.
Время публикации: 17 июня 2022 г.